摘 要: 瀝青混凝土橋面鋪裝層在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中, 不可避免地會(huì)產(chǎn)生某些損傷, 對(duì)造成瀝青鋪裝層早期破損的原因和施工過(guò)程中改進(jìn)途徑以及養(yǎng)護(hù)階段的注意事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。
關(guān)鍵詞: 瀝青; 橋面鋪裝層; 損壞; 控制措施
近年來(lái), 瀝青混凝土復(fù)合橋面鋪層裝使用較多, 無(wú)論是水泥混凝土復(fù)合橋面、還是鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合橋面, 瀝青混凝土鋪裝層早期破損現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生, 如出現(xiàn)局部鋪裝脫落、嚴(yán)重車(chē)轍破損等, 這些病害比較普遍, 直接影響了行車(chē)舒適性、交通安全及橋梁的耐久性。
1 造成瀝青鋪裝層早期破損的原因
( 1)荷載因素。
交通量猛增、車(chē)輛大型化、荷載等級(jí)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
( 2)結(jié)構(gòu)因素。
由于受力體系較為復(fù)雜, 各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。對(duì)復(fù)合橋面瀝青鋪裝特別是中小跨徑小絞縫簡(jiǎn)支梁板橋, 梁板整體性差, 絞縫處及支座負(fù)彎矩區(qū)容易開(kāi)裂。對(duì)結(jié)合層、防水層等界面材料未進(jìn)行重點(diǎn)要求, 致使結(jié)合層抗剪強(qiáng)度不足。橋梁長(zhǎng)大縱坡各結(jié)構(gòu)層瀝青混凝土設(shè)計(jì)時(shí), 采用與一般道路同類型瀝青混合料, 未對(duì)特殊區(qū)域進(jìn)行技術(shù)處理。
( 3)施工因素。
對(duì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁板橋, 支座安裝不穩(wěn)或墊塊材料強(qiáng)度不高, 造成個(gè)別梁板行車(chē)撓動(dòng), 絞縫開(kāi)裂甚至脫落。梁板側(cè)向結(jié)合面處理不規(guī)范、絞縫質(zhì)量差。梁板安裝標(biāo)高控制不精確, 有些現(xiàn)澆梁板堆載預(yù)壓不規(guī)范, 實(shí)際沉降不均勻造成梁頂標(biāo)高偏差過(guò)大, 因而鋪裝層厚薄不一致, 從而降低了梁板與鋪裝層的整體性強(qiáng)度。部分梁板頂部清理不徹底, 使混
凝土與瀝青面層的結(jié)合層施工質(zhì)量較差。橋面水泥混凝土板施工的平整度不好, 高差有時(shí)能達(dá)數(shù)厘米, 瀝青層本來(lái)就不厚, 使得瀝青層厚度很不一致, 有的地方會(huì)很薄, 混合料的
離析比厚的層次更嚴(yán)重。橋面鋪裝施工時(shí)不敢按照正常方法碾壓, 壓實(shí)度難以保證�；炷帘砻娴陌枷莶糠衷谑褂眠^(guò)程中很容易成為積水的地方, 滲入的水排不出去, 在高溫時(shí)
成水氣, 使瀝青層與混凝土板脫離。鋪裝層與橋面板的粘結(jié)不好是導(dǎo)致鋪裝層損壞的最根本的原因鋪裝層除了防水目的外, 更重要的是使瀝青鋪裝層與水泥橋面板粘結(jié)成一個(gè)整
體。防水粘結(jié)層破損、漏空、脫離, 水滲入防水粘結(jié)層與水泥混凝土板的界面上, 影響與橋面板的粘結(jié)強(qiáng)度, 甚至成為滑動(dòng)的界面狀態(tài), 橋面鋪裝成為一個(gè)單獨(dú)受力的層次, 就會(huì)出現(xiàn)很大的水平剪應(yīng)力和底部的彎拉應(yīng)力, 橋面鋪裝就必然導(dǎo)致迅速破壞。從現(xiàn)在的情況看, 防水粘結(jié)層的破壞主要是施工質(zhì)量問(wèn)題。無(wú)論哪一種防水粘結(jié)層, 都能做好, 但如果施工過(guò)程中不注意, 都有可能造成損壞。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁, 鋼結(jié)構(gòu)表面過(guò)于除銹, 表面粘結(jié)層、橋面防水層抗拉、抗剪能力不足、面層瀝青混凝土配合比本身存在問(wèn)題等。
( 4)環(huán)境因素。厄爾尼諾現(xiàn)象使全球氣候變暖, 夏季炎熱天氣延長(zhǎng), 冬季極值低溫更低。
( 5)使用管理因素。車(chē)道間車(chē)流量分布不均衡, 偏載使用。最高及最低氣溫等極值天氣使用管養(yǎng)措施可能不夠到位, 治超力度不足等等。
2 改進(jìn)途徑
21 優(yōu)化設(shè)計(jì)
( 1)在荷載取值方面: 應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌考拜S載的調(diào)查合理確定設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)。大跨徑柔性結(jié)構(gòu)橋梁另因考慮風(fēng)載、溫度變化、防撞力、防震等因素。
( 2)在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面: 對(duì)鋼筋混凝土橋梁, 對(duì)主梁縱向的計(jì)算分析與橫向剛度并重, 增加構(gòu)造措施, 使橋面鋪裝不分擔(dān)過(guò)多的次內(nèi)力、受拉負(fù)彎矩。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁, 加強(qiáng)結(jié)合層研究, 合理設(shè)計(jì)防水粘結(jié)層、緩沖過(guò)渡層、瀝青混凝土鋪裝層, 解決鋼板與瀝青混凝溫縮系數(shù)差異及鋪裝層防水問(wèn)題, 細(xì)化設(shè)計(jì)明確鋼板表面除銹防腐處理要求、防水層、過(guò)渡層材質(zhì)及施工要求等。
( 3)優(yōu)化瀝青混凝土鋪裝的層間結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì): 對(duì)一般橋面鋪裝層, 采用高粘度的重交通道路瀝青或摻加高聚物改性劑來(lái)改善瀝青的品質(zhì), 采用與瀝青粘附性好的集料或用抗剝離措施, 提高瀝青粘結(jié)力、抗車(chē)轍能力。表層瀝青通過(guò)選用耐磨石質(zhì)粗集料、反擊式工藝加工提高粗集料的微觀粗糙度, 同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定構(gòu)造深度, 達(dá)到路面抗
滑效果。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)瀝青鋪裝層可采用高性能的瀝青混合料, 如雙層改性SMA、澆筑式瀝青混凝土、雙層環(huán)氧瀝青混凝土、澆筑式瀝青混凝土與SMA 等。由于不同的面層對(duì)
防水層、結(jié)合的要求不同, 宜同步優(yōu)選與防水層的最佳組合設(shè)計(jì), 如采用環(huán)氧富鋅+ 環(huán)氧瀝青, 甲基丙烯酸類樹(shù)脂等防水層。
目前, 鋼結(jié)構(gòu)橋梁防水層、過(guò)渡層、鋪裝層的組合設(shè)計(jì)尚處于探索階段, 因此設(shè)計(jì)有必要及時(shí)收集國(guó)內(nèi)國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際使用成功案例, 及時(shí)分析、比較、總結(jié)適合本地區(qū)的瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。
22 加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)理, 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)根據(jù)瀝青混凝土鋪裝層總厚度較薄、整體性要求高、技術(shù)要求嚴(yán)、施工難度大等特點(diǎn), 因此施工階段監(jiān)理必須充分理解設(shè)計(jì)意圖, 對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重要指標(biāo), 進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)理、重點(diǎn)控制, 確保工程實(shí)體質(zhì)量。
23 掌握現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)控制的操作技巧瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求經(jīng)常是矛盾的, 因此熟悉各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)際控制意義, 靈活應(yīng)用, 努力實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的最佳綜合性能指標(biāo)。如瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率, 空隙率小, 瀝青的水穩(wěn)定性好, 但過(guò)小, 穩(wěn)定度可能超標(biāo)、可能動(dòng)穩(wěn)定度偏低、表面構(gòu)造深度不足, 過(guò)大可產(chǎn)生空隙性車(chē)轍或水損害。而影響瀝青混合料某項(xiàng)指標(biāo)的因素是多方面。如實(shí)際空隙率與集料品種、級(jí)配、含油量、攤鋪均勻性、攤鋪及碾壓溫度、壓實(shí)功等均有關(guān)系。因此, 要控制瀝青混合的實(shí)際性能指標(biāo), 應(yīng)從集料、結(jié)合料、混合料配合比、混合料技術(shù)指標(biāo)、施工工藝進(jìn)行系統(tǒng)控制, 全面控制方能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。尤其應(yīng)抓好以下幾點(diǎn)。
( 1)嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證。
( 2)抓好原材料料源, 提高穩(wěn)定性、均勻性。
( 3)采用先進(jìn)的瀝青拌和加工設(shè)備, 精確計(jì)時(shí), 提高混合料均勻性, 技術(shù)性能指標(biāo)穩(wěn)定性。
( 4)加強(qiáng)前場(chǎng)與后場(chǎng)的配合, 注意拌和能力與攤鋪能力匹配。
( 5)大中型水泥混凝土橋橋面鋪筑的瀝青鋪裝層, 應(yīng)滿足與混凝土橋面的粘結(jié)、防止?jié)B水、抗滑及有較高抵抗振動(dòng)變形的能力等功能性要求, 并設(shè)置有效的橋面排水系統(tǒng)。鋪裝瀝青層的下層必須符合平整、粗糙、整潔的要求, 橋面縱橫坡符合要求, 水泥混凝土橋面板表面應(yīng)做銑刨拉毛處理, 清楚浮漿, 除去過(guò)高的突出部位。鋪設(shè)橋面鋪裝必須確�；炷镣耆稍�, 嚴(yán)禁在潮濕條件下鋪設(shè)防水粘結(jié)層及攤鋪瀝青混合料, 防止混凝土中的水分在施工或使用過(guò)程中遇熱變成水汽使防水粘結(jié)層產(chǎn)生鼓包。
( 6)鋼橋面鋪裝施工在涂刷防水層前應(yīng)對(duì)鋼板焊縫和吊鉤殘留物仔細(xì)平整, 徹底除銹, 清掃干凈。鋼橋面鋪裝的防水粘結(jié)層必須緊跟防銹層后涂刷, 防水粘結(jié)層宜采用高粘度的改性瀝青、環(huán)氧瀝青、防水卷材。當(dāng)采用澆注式瀝青混泥土鋪筑橋面鋪裝時(shí), 可不設(shè)防水粘結(jié)層。鋪設(shè)過(guò)程中必須保持橋面整潔, 不得堆放與施工無(wú)關(guān)的材料、機(jī)械、雜物, 且鋪設(shè)宜在無(wú)雨少霧的季節(jié)、干燥狀態(tài)下施工。
24 重視缺陷責(zé)任期內(nèi)管理
項(xiàng)目實(shí)施完成后, 實(shí)體質(zhì)量已經(jīng)定型, 合理使用及時(shí)修補(bǔ)處理質(zhì)量缺陷仍是提高路面使用壽命的重要環(huán)節(jié)。在缺陷責(zé)任期內(nèi)承包人應(yīng)注意定期檢查, 及時(shí)處理施工缺陷。如混合料不均勻、施工碾壓不足造成局部泛油; 車(chē)轍車(chē)道凹陷,局部雨天積水、路面坑洞等等。接管養(yǎng)護(hù)單位在使用管理方面應(yīng)注意以下幾方面。
( 1)合理組織交通, 提高車(chē)道間車(chē)流量分布均衡性, 減少偏載使用。
( 2)合理設(shè)置路口各向通行時(shí)間, 避免在長(zhǎng)陡坡等特殊部位車(chē)輛捅堵, 減少汽車(chē)尾氣加造成輪跡帶軟化泛油、急轉(zhuǎn)彎、急剎造成局部車(chē)轍損害。
( 3)加強(qiáng)關(guān)鍵階段的針對(duì)性管養(yǎng), 多雨季節(jié)及時(shí)巡查、減少路段積水, 及時(shí)清理路面泥砂等贓物, 避免滑溜性污染。
( 4)加強(qiáng)特殊時(shí)期的治超工作, 如最高、最低氣溫時(shí)節(jié)、多雨季節(jié)等, 對(duì)可能產(chǎn)生大量車(chē)轍破壞、水損破壞的時(shí)機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)管理。
( 5)做好交通量及軸載監(jiān)測(cè), 對(duì)典型橋梁的變形觀測(cè),為今后設(shè)計(jì)、維修提供數(shù)據(jù)保障�？傊�, 只有精心設(shè)計(jì)、規(guī)范施工、合理使用, 才能提高橋面鋪裝質(zhì)量的使用壽命。車(chē)20 cm 左右后停止提升, 并穩(wěn)住, 檢查正常后再次提升箱梁, 使箱梁支座高出運(yùn)梁車(chē)支承座20 cm 左右, 停止提升, 并穩(wěn)住箱梁, 運(yùn)梁臺(tái)車(chē)撤離。在提梁縱移前, 必須保證箱梁提升后的標(biāo)高要超過(guò)架橋機(jī)支腿橫梁的標(biāo)高約20 cm 以上。啟動(dòng)兩臺(tái)起重大車(chē)縱移行走, 起重大車(chē)的行走速度為先低速后高速最后低速。先低速, 檢查無(wú)任何異常后, 再緩慢提速, 當(dāng)梁端距支腿約2 m 左右時(shí)減速運(yùn)行至待架孔位, 待穩(wěn)定后開(kāi)始落梁。
3落梁
當(dāng)箱梁移到孔位上并穩(wěn)定后, 啟動(dòng)起重小車(chē)將箱梁緩慢下落; 每孔箱梁架設(shè)第一片時(shí), 需將箱梁先落至距墩頂支座頂約30~ 50 cm 后再開(kāi)始橫向移動(dòng), 橫移到位后安裝支座下
擺螺栓固定�？刹捎镁�錘吊線檢查箱梁位置是否滿足設(shè)計(jì)要求。線錘吊線檢查方法: 使墊石上十字線與支座十字線對(duì)齊, 下落箱梁至臨時(shí)支撐油頂上, 觀察四個(gè)油頂與梁體接觸情況及支座對(duì)中情況, 無(wú)異常時(shí)檢查橋面標(biāo)高箱、梁中線, 滿足要求后, 拆除吊桿。
每孔第二片箱梁架設(shè)時(shí), 由于受到主梁底至橋而高度、架橋機(jī)主梁間寬度、箱梁的結(jié)構(gòu)尺寸及吊具的橫向?qū)挾戎萍s, 一般采用以下步驟落梁: 當(dāng)箱梁縱移到位后先落梁至梁底與已架好箱梁頂而約5 cm 處 橫移箱梁至梁體內(nèi)側(cè)腹板距已架好箱梁翼緣邊約10 cm 處 安裝支座下擺螺栓,待箱梁穩(wěn)定后采用線錘吊線檢查箱梁位置使墊石上十字線
與支座十字線對(duì)齊 下落箱梁至臨時(shí)支撐油頂上, 觀察四個(gè)油頂與梁體接觸情況及支座對(duì)中情況, 無(wú)異常時(shí)檢查橋面標(biāo)高、箱梁中線滿足要求后, 拆除吊桿。
4 組合箱梁施工控制要點(diǎn)
4. 1 箱梁預(yù)制階段
張拉孔混凝土、澆濕接縫時(shí), 未嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求將混凝土表面鑿毛。新澆混凝土前須灑水養(yǎng)護(hù)。張拉孔、濕接縫等處混凝土粘結(jié)強(qiáng)度差, 不能保證箱梁間混凝土的連續(xù)受力。
縱向受力鋼筋, 少筋、錯(cuò)筋現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生, 張拉孔、箱梁翼板未嚴(yán)格按施工圖紙及規(guī)范要求預(yù)埋環(huán)形鋼筋。以上現(xiàn)象的防治措施為: 梁頂制成型后及時(shí)鑿毛; 加強(qiáng)施工檢查, 張拉孔預(yù)埋筋要按施工圖紙要求預(yù)埋, 不得偷工減料; 封閉張拉孔及濕接縫施工時(shí)要專人跟班檢查其鋼筋焊接質(zhì)量、鑿毛程度、搭接長(zhǎng)度, 混凝土澆筑時(shí)要嚴(yán)格按施工縫處理, 灑水養(yǎng)護(hù); 濕接縫施工時(shí), 頂板環(huán)形錨筋要對(duì)齊焊拉。
4. 2 預(yù)應(yīng)力板張拉階段
在預(yù)應(yīng)力張拉階段, 會(huì)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)理論計(jì)算延伸量與實(shí)測(cè)值之差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范允許范圍的現(xiàn)象, 這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是: 張拉時(shí)波紋管漏漿處鋼紋線沒(méi)有被拉伸,油表讀數(shù)達(dá)到應(yīng)力值, 延伸量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范允許范圍, 造成質(zhì)量事故。這種現(xiàn)象的防治措施為: 或鋼紋線穿入波紋管澆筑硅時(shí)定時(shí)來(lái)回拉動(dòng)鋼紋線, 防止鋼絞線與波紋管粘結(jié); 箱梁頂制時(shí)鋼紋線先穿入略小于波紋管直徑的PVC 管, 混凝土澆筑結(jié)束后取出。
5 結(jié) 語(yǔ)
近年來(lái), 隨著基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展, 組合箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越多, 特別是我國(guó)鋼材產(chǎn)量的加大, 為組合箱梁結(jié)構(gòu)提供了條件, 其應(yīng)用前景更加廣闊。規(guī)范化組合箱梁施工技術(shù), 將使得組合箱梁在橋梁建設(shè)方面作出更大貢獻(xiàn)。
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